TRATAMIENTOS CON OZONO

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1 TRATAMIENTOS CON OZONO Informe emitido en: Junio, 2013

2 Índice 1. INTRODUCCIÓN 2 2. DESINFECCIÓN EN LA FABRICACIÓN DE HIELO Sistemas de desinfección de agua 3 3. QUÉS ES EL OZONO. EQUIPOS INDUSTRIALES Ficha descriptiva del ozono Caracterización Mecanismo de acción Espectro de acción El Ozono como biocida eficaz VENTAJAS Y UTILIDADES DATOS TOXICOLÓGICOS 13

3 1. Introducción El tratamiento del agua para la fabricación de hielo conlleva inevitablemente la proliferación de microorganismos nocivos para la salud y el producto, incluso en empresas que cuentan con la más moderna tecnología. Este hecho constituye el principal origen de los puntos críticos definidos en los sistemas de APPCC de las industrias dedicadas a estas actividades. Riesgos 1. Contaminación biológica Agua almacenada contaminada por bacterias, hongos, y virus. Falta de desinfección en los conductos de agua. Formación de película biológica como reservorio de microorganismos patógenos. 2. Contaminación química Procedente del agua y/o de las superficies por las que discurre antes de su almacenamiento y de las máquinas de hielo. El hielo sólo puede ser tan puro como el agua con la que está fabricada. Si el agua no ha sido desinfectada correctamente antes de la fabricación del hielo, este puede añadir carga microbiana indeseable a la que los productos a conservar o enfriar tienen de por sí en su superficie. La tecnología del ozono, poderoso desinfectante apto para uso alimentario, resuelve eficazmente los problemas de contaminación microbiológica y química en los puntos problemáticos. Los criterios de definición de Puntos Críticos y la metodología aplicada a la solución del problema, pertenecen al know-how de Cosemar Ozono, y permite resolver problemas tradicionalmente mal planteados. Este criterio industrial de venta de soluciones y aplicaciones, con seguimiento integral de la eficacia de la tecnología propuesta, es una característica diferencial de la División Industrial de Cosemar Ozono, dedicada al diseño, ejecución y supervisión de soluciones industriales, con el fin de obtener un producto final de calidad óptima. Consecuencias 1. Acortamiento de la vida media del producto A pesar de ser conservado en frío, debido a la presencia de microorganismos responsables de la putrefacción que, desde la superficie del producto, descomponen los alimentos. 2. Toxiinfecciones alimentarias Entre las consecuencias más graves de la contaminación química o biológica de los alimentos, se encuentran las toxiinfecciones alimentarias. 3. Devaluación de imagen Además de los evidentes problemas humanos que acarrean las toxiinfecciones alimentarias, una vez determinado el foco de la intoxicación, las consecuencias económicas y de imagen son irreparables. 2

4 2. Desinfección en la fabricación de hielo La utilización de hielo para el enfriamiento de bebidas data de tiempo inmemorial, y si bien es cierto que el frío juega un importante papel en la conservación de alimentos, logrando retardar los procesos de descomposición, las bajas temperaturas no tienen capacidad para eliminar los microorganismos, ya que tan solo impiden su proliferación, permaneciendo éstos en estado de vida latente o en sus formas de resistencia (esporas). Si además de los microorganismos que cualquier recipiente puede llevar adherido a su superficie, el agua a partir de la cual se genera el hielo aporta otros, los procesos de proliferación microbiana serán más rápidos y efectivos en cuanto dicho hielo se empiece a derretir y la reproducción microbiana se restablezca. Para evitar esto los sistemas de fabricación de hielo se pueden optimizar mediante su complementación con un agente antiséptico como el ozono Sistemas de desinfección del agua El objetivo de la desinfección es el de obtener agua, de forma continua, exenta de bacterias pútridas y gérmenes patógenos, mediante la inyección de un agente biocida, conforme a las normas y a los ensayos oficiales, basados en Escherichia coli, estreptococos fecales y Clostridium sulfito-reductores. La elección del desinfectante está en función de criterios técnicos (desinfección simple o completa, problemas de olores y sabores) y económicos, pudiéndonos encontrar: Cloro y derivados: el producto desinfectante de más amplio uso es el cloro, que presenta graves desventajas no sólo en lo que al medio concierne, sino también en lo que respecta a cuestiones de salud pública. Así, si el agua a desinfectar con cloro o sus derivados contiene materias orgánicas o contaminantes químicos, se pueden originar compuestos tóxicos o que dan mal sabor al agua: Subproductos de los tratamientos con cloro si en las aguas hay: Nitrógeno orgánico Amoniaco libre Pequeñas cantidades de Fenoles Determinada Materia orgánica Trihalometanos (THM) CLORAMINAS Olores. Posibles agentes cancerígenos CLOROFENOLES Olores y sabores medicamentosos PCB s (Bifenilos policlorados) Probado carácter cancerígeno Potencialmente cancerígenos 3

5 Las cloraminas comunican al agua olores y están consideradas como posibles agentes cancerígenos; los clorofenoles confieren al agua olores y sabores medicamentosos; los trihalometanos empiezan a alcanzar niveles preocupantes en el agua de consumo y cada vez parece más plausible que posean efectos cancerígenos, al igual que los PCBs, de probado carácter cancerígeno y, por último, la presencia de cloro combinada con determinadas condiciones y microorganismos presentes en bodegas, es el origen de los temidos anisoles, un peligro real para la calidad de los vinos. Rayos ultravioleta: con ellos se obtiene una buena desinfección y una eliminación completa de los microorganismos, a condición de que se apliquen sobre una capa de agua de poco espesor, con una potencia suficiente y renovando las lámparas antes de que acusen una fuerte pérdida de su poder emisivo. El agua debe ser clara, sin turbiedad ni color, desprovista de hierro, coloides orgánicos o de microorganismos planctónicos, ya que estas impurezas podrían formar sedimentos sobre los tubos, lo que reduciría considerablemente la penetración de los rayos. Las lámparas de luz ultravioleta tienen una vida útil corta, perdiendo paulatinamente su poder emisivo en poco tiempo. Ozono: es el mejor desinfectante, mucho más eficaz que los anteriores, sobrepasando ampliamente la fase de desinfección. El ozono tiene su efecto oxidante por adición de un átomo de oxígeno; su acción de ozonolisis le permite actuar sobre los enlaces dobles, fijando la molécula completa de ozono sobre los átomos del doble enlace (acción sobre proteínas, enzimas, etc.). Estas propiedades hacen que actúe sobre microbios de todo tipo, y moléculas responsables de conferir sabores, olores o color, así como sobre ciertos micro-contaminantes. Asimismo, el ozono, a diferencia de otros compuestos químicos utilizados como desinfectantes, puede ser utilizado en los sistemas de suministro de agua sanitaria, al no dejar residuos tóxicos, ya que el compuesto disuelto en agua resulta completamente inocuo, dado que su acción sobre la materia orgánica provoca su rápida descomposición en oxígeno. Utilizado en el agua destinada a la fabricación de hielo, confiere además a este cierto poder desinfectante capaz de eliminar los microrganismos de la superficie del producto a conservar. 4

6 3. Qué es el Ozono. Equipos industriales El ozono es un potente desinfectante utilizado desde hace décadas en muy diversos campos, tanto en agua como en aire. La eficacia del ozono como biocida está de sobra probada, eliminando o impidiendo la multiplicación de los microorganismos responsables de la putrefacción que, habitualmente, descomponen los alimentos, por lo que su uso en la conservación de alimentos se viene recomendando, y está regulado, hace ya tiempo en Europa y Estados Unidos, tanto a temperatura ambiente como en cámaras frigoríficas Ficha descriptiva del ozono Identificación Nombre químico Masa molecular relativa Volumen molar ozono 48 g/l 22,4 m 3 PTN/Kmol Fórmula empírica O 3 Número de registro CAS Referencia EINECS Densidad (gas) 2,144 g/l a 0ºC Densidad (líquido) 1,574 g/cm 3 a - 183ºC Temperatura de condensación a 100kPa Temperatura de fusión Punto de ebullición Punto de fusión Temperatura crítica Presión crítica Densidad relativa frente al aire -112ºC -196ºC -110,5ºC -251,4ºC -12ºC 54 atms. 1,3 veces más pesado que el aire Inestable y susceptible de explosionar fácilmente Líquido 112ºC Sólido 192ºC Equivalencia 1 ppm = 2 mg/m 3 5

7 3.2. Caracterización El ozono es un compuesto formado por tres átomos de oxígeno, cuya función más conocida es la de protección frente a la peligrosa radiación ultravioleta del sol; pero también es un potente oxidante y desinfectante con gran variedad de utilidades. La más destacada es la desinfección de aguas. Se trata de un gas azul pálido e inestable, que a temperatura ambiente se caracteriza por un olor picante, perceptible a menudo durante las tormentas eléctricas, así como en la proximidad de equipos eléctricos, según evidenció el filósofo holandés Van Marun en el año A una temperatura de 112ºC condensa a un líquido azul intenso. En condiciones normales de presión y temperatura, el ozono es trece veces más soluble en agua que el oxígeno, pero debido a la mayor concentración de oxígeno en aire, éste se encuentra disuelto en el agua en mayor medida que el ozono. La molécula presenta una estructura angular, con una longitud de enlace oxígeno-oxígeno de 1,28 Å; se puede representar de la siguiente manera: Estructura del ozono (O 3 ): es una forma alotrópica del oxígeno producida por la activación de la molécula de O 2 en una reacción endotérmica. Debido a la inestabilidad del compuesto, en este tipo de aplicaciones, éste debe ser producido en el sitio de aplicación mediante unos generadores. El funcionamiento de estos aparatos es sencillo: pasan una corriente de oxígeno a través de dos electrodos. De esta manera, al aplicar un voltaje determinado, se provoca una corriente de electrones en el espacio delimitado por los electrodos, que es por el cual circula el gas. Estos electrones provocarán la disociación de las moléculas de oxígeno que posteriormente formarán el ozono. 6

8 3.3. Mecanismo de acción Cuando este gas es inyectado en el agua, puede ejercer su poder oxidante mediante dos mecanismos de acción: 1. Oxidación directa de los compuestos mediante el ozono molecular. 2. Oxidación por radicales libres hidroxilo. Los radicales libres hidroxilo, (OH - ), se generan en el agua como a continuación se expone: Los radicales libres así generados, constituyen uno de los más potentes oxidantes en agua, con un potencial de 2,80 V. No obstante, presentan el inconveniente de que su vida media es del orden de microsegundos, aunque la oxidación que llevan a cabo es mucho más rápida que la oxidación directa por moléculas de ozono. De los oxidantes más utilizados en el tratamiento de aguas, los radicales libres de hidroxilo y el ozono tienen el potencial más alto, como se puede observar en la siguiente tabla: 7

9 Redox (ev) Así, dependiendo de las condiciones del medio, puede predominar una u otra vía de oxidación: En condiciones de bajo ph, predomina la oxidación molecular. Bajo condiciones que favorecen la producción de radicales hidroxilos, como es el caso de un elevado ph, exposición a radiación ultra-violeta, o por adición de peróxido de hidrógeno, empieza a dominar la oxidación mediante hidroxilos. (EPA Guidance Manual, 1999). 8

10 3.4. Espectro de acción Se puede decir que el ozono no tiene límites en el número y especies de microorganismos que puede eliminar, dado que actúa sobre estos a varios niveles. La oxidación directa de la pared celular constituye su principal modo de acción. Esta oxidación provoca la rotura de dicha pared, propiciando así que los constituyentes celulares salgan al exterior de la célula. Asimismo, la producción de radicales hidroxilo como consecuencia de la desintegración del ozono en el agua, provoca un efecto similar al expuesto. Los daños producidos sobre los microorganismos no se limitan a la oxidación de su pared: el ozono también causa daños a los constituyentes de los ácidos nucleicos (ADN y ARN), provocando la ruptura de enlaces carbono-nitrógeno, lo que da lugar a una despolimerización. Los microorganismos, por tanto, no son capaces de desarrollar inmunidad al ozono como hacen frente a otros compuestos. El ozono es eficaz, pues, en la eliminación de bacterias, virus, protozoos, nemátodos, hongos, agregados celulares, esporas y quistes (Rice, 1984; Owens, 2000; Lezcano, 1999). Por otra parte, actúa a menor concentración y con menor tiempo de contacto que otros desinfectantes como el cloro, dióxido de cloro y monocloraminas. Además el ozono, como indicábamos previamente, oxida sustancias citoplasmáticas, mientras que el cloro únicamente produce una destrucción de centros vitales de la célula, que en ocasiones no llega a ser efectiva por lo que los microorganismos logran recuperarse (Bitton, 1994). 9

11 3.5. El Ozono como biocida seguro Por sus singulares características, el ozono cumpliría con gran parte de los ideales de un biocida como: Ser efectivo frente a un amplio rango de microorganismos. Tener un alto poder desinfectante, por lo que destruye los microorganismos del agua y del producto que entre en contacto con esta. Tener mayor estabilidad a bajas temperaturas, por lo que su acción es más prolongada en hielo. Descomponerse fácilmente sin dejar sustancias peligrosas que puedan perjudicar la salud y el medio. Actuar rápidamente y ser efectivo a bajas concentraciones en un amplio rango de ph. No causar deterioro de materiales. Tener un bajo coste, ser seguro y fácil de transportar, manejar y aplicar. Único sistema de desinfección en continuo. Alarga la vida útil de los productos al eliminar los microorganismos de superficie responsables de la putrefacción. Único biocida cuyo empleo está permitido en presencia de personas y alimentos. Este sistema puede, además, utilizarse tanto como tratamiento de choque como en pequeñas concentraciones de manera continua. Un tratamiento continuo asegura no sólo la ausencia de microorganismos patógenos: también elimina aquellos microorganismos que forman parte de la película biológica que se forma en los conductos de aire y agua, y que se presenta como un reservorio de patógenos a eliminar si se quiere prevenir una constante re-contaminación de las instalaciones 10

12 4. Ventajas y utilidades A la hora de asesorar sobre un tratamiento de descontaminación de alimentos (y el hielo no deja de serlo en cuanto a que es ingerido), se deben considerar los siguientes aspectos sobre el biocida a utilizar: amplia eficacia, cambios en la microflora, potencial para la introducción de otros elementos peligrosos, potencial de peligrosidad para los trabajadores, impacto sobre el medio ambiente, efectos sobre las propiedades y calidad de los productos y percepción por parte del consumidor del biocida. Además de las ventajas que a lo largo del presente informe se han expuesto, y que responden a algunos de esos aspectos a considerar, queremos remarcar las que les pueden resultar a ustedes especialmente interesantes: El O 3 es el biocida ideal para ser utilizado dentro de un programa APPCC Tanto en la descontaminación de alimentos como de utensilios y maquinarias. Con un adecuado diseño del tratamiento se puede evitar el deterioro y contaminación del alimento por parte de microorganismos, así como proteger contra cualquier foco de infección todos los productos que se manipulen, y conserven en el hielo tratado, lo que redunda en una mayor seguridad de los mismos. De esta manera se llega asimismo a la reducción de los costes ocasionados por la pérdida de productos en mal estado. Su uso está autorizado en presencia de personas y alimentos Preocupados por el medioambiente Así como en aire de cámaras frigoríficas (Norma española UNE , recomendaciones de seguridad en generadores de ozono para tratamiento de aire; Real Decreto 168/1985, de 6 de febrero, por el que se aprueba la reglamentación técnicosanitaria sobre condiciones generales de almacenamiento frigorífico de alimentos y productos alimentarios; Real Decreto 140/2003, de 7 de Febrero, por el que se establecen los criterios sanitarios de la calidad del agua de consumo humano; FDA -Administración 11

13 Americana de Alimentos y Medicamentos-). Asimismo el ozono está incluido en la Directiva 98/8/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 16 de febrero de 1998, relativa a la comercialización de biocidas. Con la instalación de un sistema eficaz de desinfección y desodorización del hielo como el que Cosemar Ozono ofrece, se garantiza un producto libre de microorganismos entre los que puede haber agentes patógenos de diversa naturaleza capaces de recontaminar el producto una vez a temperatura ambiente. Sin residuos y con plazos de seguridad cortos El ozono se descompone sin dejar rastro en los alimentos o el agua de sustancias que puedan ser perjudiciales para la salud o el medio, además de no ceder ningún sabor al alimento. Por otra parte, al ser su vida media tan corta por su alta reactividad, los plazos de seguridad para su aplicación sólo son necesarios en el caso de tratamientos de aire con altas concentraciones del gas (tratamientos de choque), siendo del orden de media hora. No afecta las características organolépticas de los alimentos El ozono no altera las características organolépticas de los alimentos tratados con él, ya que actúa únicamente en superficie, y en distintos estudios llevados a cabo por Universidades españolas, se ha demostrado que su uso no afecta a las características organolépticas de los alimentos (pescado y tomates). 12

14 5. Datos toxicológicos En cuanto a su ficha toxicológica, el ozono está clasificado únicamente como AGENTE IRRITANTE X i en aire, no estando clasificado como carcinogénico. Esta clasificación como agente irritante se refiere exclusivamente a sus concentraciones en aire, es decir, a los problemas derivados de su inhalación, que dependen de la concentración a la cual las personas están expuestas, así como del tiempo de dicha exposición. La normativa emitida por la OMS recomienda una concentración máxima de ozono en aire, para el público en general, de 0,05 ppm (0,1 mg/m 3 ). Datos de toxicidad por inhalación TLV: 0,1 ppm Recomendaciones de seguridad de la norma UNE : <100 µg/m 3 Los Valores Límite Ambientales (VLA) (año 2013), establecen para el ozono límites de exposición en función de la actividad realizada, siendo el valor más restrictivo 0,05 ppm (exposiciones de 8 horas) y 0,2 ppm para periodos inferiores a 2 horas. La EPA establece un estándar de 0,12 ppm para 1 hora de exposición y la OMS propone un valor de referencia de 120 µg/m 3 ó 0,06 ppm para un periodo máximo de 8 horas Por otra parte, salvo que se almacene líquido a altas presiones, el ozono es generado in situ, no pudiendo existir escapes superiores a la producción programada en los generadores, ya que estos únicamente producen el gas, no lo acumulan. Los valores para producir efectos agudos letales son muy altos, de 15 ppm, concentraciones prácticamente inalcanzables en tratamientos convencionales. Disuelto en agua, el ozono resulta completamente inocuo, dado que su acción sobre la materia orgánica provoca su rápida descomposición. De hecho, el ozono se encuentra autorizado como coadyuvante en el tratamiento de aguas potables según la resolución de 23 de Abril de 1984 del Ministerio de Sanidad y Consumo (BOE Núm. 111 de 9 de Mayo del 13

15 mismo año), estando asimismo reconocido como desinfectante en la potabilización de aguas por la norma UNE-EN 1278:1999. En palabras textuales de la norma española: El ozono se auto-descompone en el agua. Por tanto, a las dosis habitualmente aplicadas, no se requiere generalmente ningún proceso de eliminación. [...] Asimismo, el real decreto 140/2003, de 7 de febrero, por el que se establecen los criterios sanitarios de la calidad del agua de consumo humano, incluye el ozono como sustancia para el tratamiento del agua, ya que cumple con la norma UNE-EN correspondiente y en vigencia (incluida en el Anexo II del RD, normas UNE-EN de sustancias utilizadas en el tratamiento del agua de consumo humano: UNE-EN 1278:1999- Ozono). En el Codex Alimentarius, el ozono viene definido por tener un uso funcional en alimentos como agente antimicrobiano y desinfectante, tanto del agua destinada a consumo directo, del hielo, o de sustancias de consumo indirecto, como es el caso del agua utilizada en el tratamiento o presentación del pescado, productos agrícolas y otros alimentos perecederos. María del Mar Pérez Calvo Dr. en CC. Biológicas Director Técnico de Cosemar Ozono 14